2024湘西土家族苗族自治州高一上学期期末物理试卷含解析

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考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示为中国空间站完全体的某一种形态。整个空间站由一个核心舱、两个实验舱以及神舟号载人飞船和天舟号货运飞船组成。对于中国空间站，下列说法中正确的是（ ）
A. 地面控制人员观察空间站飞行姿态时，可以将空间站看成质点
B. 地面控制人员确定空间站飞行轨迹时，可以将空间站看成质点
C. 神舟号载人飞船与核心舱对接时，可以将核心舱看成质点
D. 以地球为参考系，出舱活动的宇航员可能是静止的
【答案】B
【解析】
【详解】A．当物体的形状与大小对所研究的问题可以忽略不计时，物体可以看为质点，地面控制人员观察空间站飞行姿态时，不可以将空间站看成质点，故A错误；
B．地面控制人员确定空间站飞行轨迹时，可以将空间站看成质点，故B正确；
C．神舟号载人飞船与核心舱对接时，不可以将核心舱看成质点，故C错误；
D．以地球为参考系，出舱活动的宇航员是运动的，故D错误。
故选B。
2. 扫地机器人的自主寻路可分为两种：随机覆盖法和路径规划式。如图所示为某品牌扫地机器人采用两种寻路方式的线路。两种方式扫地机器人均从家中的P位置出发，扫地完成后再回到P位置。对于扫地机器人分别用两种方式完成一次清扫过程，且工作时间相同，下列说法正确的是（ ）
A. 路程一定不相等B. 位移大小一定相等
C. 平均速度大小不一定相等D. 平均速率一定相等
【答案】B
【解析】
【详解】AB．两种方式扫地机器人均从家中的P位置出发，扫地完成后再回到P位置，故位移大小一定相等，但路程不一定相等，故A错误，B正确；
CD．因为两种方式扫地机器人工作时间相同，根据平均速度公式及平均速率公式可得，平均速度大小一定相等，平均速率不一定相等，故CD错误。
故选B
3. 汽车启动后做匀加速直线运动，若以启动后的某时刻作为计时起点，第1s内的位移为5m，第2s内和第3s内的总位移为16m，则（ ）
A. 汽车第1s内的平均速度为4m/s
B. 汽车第1s末的速度为5m/s
C. 汽车第2s末的速度为8m/s
D. 汽车的加速度为3m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽车第1s内的平均速度为
故A错误；
B．根据逐差相等公式可得
又因为
解得
，
根据匀变速直线运动，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，汽车第1s末的速度等于前2s内的平均速度，即
故B错误；
CD．根据逐差相等公式
解得
根据速度时间公式，汽车第2s末的速度为
故C正确，D错误。
故选C。
4. 如图所示，与斜面平行的木板放在倾角为α的固定斜面上，木板上有一质量为m的物块在平行于斜面的拉力F作用下静止，此时木板恰沿斜面匀速下滑。已知木板的质量为M，斜面光滑，重力加速度为g，则拉力F的大小为（ ）
A.
B.
C.
D. 因物块与木板间的动摩擦因数未知，故拉力F不可求
【答案】A
【解析】
【详解】
由题知，木板恰沿斜面匀速下滑，则
根据牛顿第三定律知
物块在平行于斜面的拉力F作用下静止，由平衡条件知
由以上关系式知
故选A
5. 如图所示，质量为的物体用细线悬挂在天花板上，它下面固定一轻弹簧，弹簧下端悬挂一质量为的物体，整个装置处于静止状态。现突然剪断悬挂的细线，当落地时弹簧恰好第一次恢复原长，且落地后不会弹起，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为g，则（ ）
A. 细线剪断瞬间，的加速度为零
B. 细线剪断瞬间，的加速度为g
C. 落地前，加速度一直小于g
D. 落地后，立即减速
【答案】A
【解析】
【详解】AB．细线剪断瞬间，弹簧弹力不发生突变，受力不变，合外力为零，加速度为零，故A正确，B错误；
C．细线未剪断前，对，根据牛顿第二定律有
细线剪断瞬间，的加速度为
可知细线剪断瞬间，的加速度大于，则落地前，的加速度不是一直小于g，故C错误；
D．当落地时，弹簧恰好第一次恢复原长，弹簧弹力为零，且在下落至最低点过程中，弹簧弹力逐渐增大，先小于的重力后大于的重力，先向下做加速运动后向下做减速运动，故D错误。
故选A。
6. 小球a从距离地面H＝1.25m处静止释放，落地后反弹速度为落地时速度的，释放小球a后，再过一段时间从同一位置静止释放小球b，小球b下落过程中与小球a第一次反弹后相遇时，小球a的速度恰好为0。不计空气阻力，重力加速度g取，则先后释放两小球的时间间隔为（ ）
A. 0.3sB. 0.4sC. 0.5sD. 0.6s
【答案】D
【解析】
【详解】小球a落地时的速度为
小球a从静止释放到落地的时间为
小球a反弹时的速度为
反弹到最高点的时间为
反弹到最高点的距离为
b球下落到与a球相遇过程中运动距离为
所以b球下落的时间为
所以先后释放两小球的时间间隔为
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 某质点运动的速度随时间变化的图像如图所示。若该质点运动的初位置为坐标原点，则（ ）
A. 1s～3s内质点的速度变化比5s～6s内快
B. 第1s末、第6s末、第6.5s末加速度的方向均发生了变化
C. 0～7s时间内，质点的运动方向发生了2次变化
D 第7s末物体位于x＝12m处
【答案】CD
【解析】
【详解】A．图像的斜率表示加速度，由图可得，1-3s内的斜率比5-6s内的斜率小，即1-3s内的加速度比5-6s内的加速度小，即1-3s内速度变化比5-6s内的变化慢，故A错误；
B．图像的斜率表示加速度，第1s末，图像的斜率没变，即第1s末的加速度大小和方向都不变；第6s末，图像的斜率没变，即第6s末的加速度大小和方向都不变；第6.5s末，图像的斜率绝对值不变，正负改变，即第6.5s末的加速度大小不变，方向改变，故B错误；
C．图像的纵坐标表示速度，正负表示运动的方向，由图可得，在0-7s时间内，图像的正负变化了两次，即质点运动的方向变化了两次，故C正确；
D．图像的面积表示位移，则0-7s内质点的位移为
故D正确。
故选CD。
8. 如图所示，绕过光滑轻质动滑轮的轻绳一端固定在竖直墙上，站在地面上的人用手拉着绳的另一端，动滑轮下吊着一个小球，处于静止状态。保持B点高度不变，在人缓慢向右移动一小段距离的过程中（ ）
A. 绳上的张力变大
B. 人对地面的压力不变
C. 地面对人的摩擦力变大
D. 滑轮受到绳的作用力不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．滑轮两边绳上的力大小相等，人缓慢向右移动一小段距离的过程，滑轮两边绳间的夹角变小，根据
解得
可知，变小，绳上的张力T变小，故A错误；
B．对人分析有
结合上述解得
根据牛顿第三定律，人对地面的压力为
可知人对地面的压力不变，故B正确；
C．对人分析可知地面对人的摩擦力为
可知变小，地面对人的摩擦力变小，故C错误；
D．对滑轮与小球整体分析可知，滑轮受到绳的作用力为
即滑轮受到绳的作用力不变，故D正确。
故选BD。
9. 甲、乙两辆玩具小车进行比赛，赛道为直轨道。甲小车始终以加速度a匀加速运动，乙小车始终以加速度2a匀加速运动，直至终点。若两车均由静止出发，使用的赛道完全相同，则（ ）
A. 甲、乙到达赛道终点时的速度之比为1:2
B. 甲、乙到达赛道终点时的速度之比为
C. 甲、乙完成比赛所用时间之比为
D. 甲、乙完成比赛所用时间之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．设赛道的长度为L，对甲、乙两辆玩具车由运动学公式
可得甲、乙到达赛道终点时的速度之比为
故A错误，B正确；
CD．根据
可得甲、乙完成比赛所用时间之比为
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，倾角为θ的固定光滑斜面上有一物块，一轻绳绕过光滑定滑轮系在物块上，用外力F拉住轻绳，使物块以大小为的加速度沿斜面向上做匀加速运动。初始时轻绳与斜面的夹角为，物块质量为m，重力加速度为g，则该过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 拉力F逐渐增大
B. 拉力F逐渐减小
C. 斜面对物块的支持力逐渐减小
D. 斜面对物块的支持力逐渐增大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．对A受力分析，沿斜面方向由牛顿第二定律可得
求得
其中在变大，变小，可得拉力F逐渐增大，A正确、B错误；
CD．在垂直斜面方向上，有平衡条件可得
求得
其中拉力F逐渐增大，在变大，变大，斜面对物块的支持力逐渐减小，C正确、D正确。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 某同学学习了胡克定律后，得知可以用劲度系数来描述弹簧的弹性强弱，同时他又想到了另一个问题：他平常锻炼时用到的弹簧拉力器（如图1所示）是由几根相同的弹簧并联制成的，那么弹簧并联后对劲度系数会有什么影响？另一方面，弹簧串联后对劲度系数又有什么影响呢？于是他找出弹簧拉力器，拆下弹簧，准备先测量一根弹簧的劲度系数，随后他发现家中还有一个激光测距仪，于是他设计了如图2所示的装置。不计弹簧和纸片的重力，激光测距仪可测量纸片到地面的距离。
（1）先在水桶中装入一定质量的水，测量出桶和水的总重力，挂好水桶稳定后，用激光测距仪测量纸片到地面的距离h，然后依次向水桶中加入已知重力的水，记录相应桶和水的总重力，并测量对应的h，得到了图3中的图线a，则弹簧的劲度系数k＝________N/m（结果保留到个位）；
（2）该同学将两根相同的弹簧并联挂在铁架台上，重复（1）过程，得到了图3中的图线b，则两根相同的弹簧并联后的劲度系数与一根弹簧的劲度系数的关系近似为________（结果保留2位有效数字）；
（3）该同学将两根弹簧串联挂在铁架台上，重复（1）过程，得到了如图4所示的图像，当h＝40cm时，对应的力F＝62.4N，则两根弹簧串联后的劲度系数为________N/m（结果保留到个位），图4中，当拉力大于62.4N后图像弯曲的原因是________。
【答案】 ① 312 ②. 2.0 ③. 156 ④. 超过弹簧弹性限度
【解析】
【详解】（1）[1]由胡克定律可得，即图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数则有
（2）[2]由图线b知，两根相同的弹簧并联后的劲度系数，则
（3）[3]由图4所示的图像，两根相同的弹簧串联后的劲度系数，则
[3]图4中，当拉力大于62.4N后图像弯曲，不在成线性变化是因为超过了弹簧的弹性限度。
12. 如图1所示，把一带滑轮的长木板固定在水平桌面上，滑轮伸出桌面，不带滑轮的一端固定打点计时器，纸带固定在小车一侧后穿过打点计时器上的限位孔，小车另一侧系一细线，细线绕过光滑滑轮后悬挂一质量可调的重物，细线与木板平行。
（1）调整重物质量，使其带动小车运动，用打点计时器记录这一过程。通过实验得到了如图2所示的纸带，图2中O、A、B、C、D、E、F为选取的7个计数点，两相邻计数点间还有4个点未画出，实验所用交流电源的频率为f＝50Hz，则打下点C点时小车的速度大小为________m/s，这个过程中小车的加速度大小为a＝________（结果均保留2位有效数字）；
（2）①若要用此装置探究小车的加速度与力的关系，需要先补偿摩擦力，具体做法是将长木板________（填“有”或“没有”）滑轮的一端垫高，轻推小车，观察纸带上的点迹分布，若分布________（填“均匀”“越来越密集”或“越来越稀疏”），说明恰好补偿了摩擦力；
②补偿摩擦力后，给小车悬挂质量m的重物并由静止释放，根据打出的纸带计算小车的加速度，改变重物的质量，进行多次实验，根据得到的实验数据作出了如图3所示的图像，图中b、c、d均为已知量，则由图像可知，当地的重力加速度为________，小车的质量为________（均用图3中的已知量表示）。
【答案】 ①. 0.87 ②. 0.76 ③. 没有 ④. 均匀 ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]两相邻计数点间还有4个点未画出，则时间间隔为
匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有
[2]由匀变速直线运动的判别式，结合连续相等时间的六段位移采用逐差法可得
（2）①[3][4]若要用此装置探究小车的加速度与力的关系，需要先补偿摩擦力，具体做法是将长木板没有滑轮的一端垫高，轻推小车，观察纸带上的点迹分布，若小车做匀速直线运动，则点迹分布均匀，说明恰好补偿了摩擦力；
②[5][6]设小车的质量为，因平衡了摩擦力，对重物和小车的系统由牛顿第二定律有
整理可得
结合的斜率和纵截距可得
联立解得
，
13. 雨后，王同学看到窗外屋檐正向下滴水，观察发现，每隔时间T滴落一滴水。窗户整体成“日”字形，下半部分高，上半部分高。某时刻他看到3滴水在空中的位置如图所示，其中第1滴水与窗户的下沿等高，第2滴水与窗户两部分的分界处等高，第3滴水与窗户上沿等高。不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）相邻两滴水滴落的时间间隔T为多少？
（2）此时第4滴水是否已滴下？若已滴下，求第4滴水与屋檐的距离；若没有滴下，则再过多长时间滴下？
【答案】（1）0.3s（2）没有滴下，0.15s
【解析】
【详解】（1）每个雨滴做的都是自由落体运动，根据逐差相等公式
代入数据，解得
（2）根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得此时第2滴雨滴的速度为
根据速度时间公式，可得此时第3滴雨滴的速度为
则第3滴雨滴在空中下落的时间为
以为相邻两滴水滴落的时间间隔为0.3s，故第4滴雨滴还未下落，还需要的时间为
14. 某人驾驶汽车以v1 = 30m/s的速度行驶在平直公路上。某时刻，另一车道上的卡车突然变道至他所在的车道，在他前方x0 = 41.25m处以v2 = 10m/s的速度匀速行驶。他经过t0 = 0.5s的反应时间，操控汽车以大小为a1 = 5m/s2的加速度刹车。
（1）汽车开始刹车时，两车间的距离是多少？
（2）通过计算说明此种情况下能否避免追尾？
【答案】（1）31.25m；（2）不能，计算见解析
【解析】
【详解】（1）由题知，在t0 = 0.5s的反应时间内汽车运动的位移和卡车运动的位移分别为
x汽 = v1·t0 = 15m
x卡 = v2·t0 = 5m
根据汽车和卡车的位移关系有
x = x0－(x汽－x卡) = 31.25m
（2）由于汽车开始刹车的速度大于卡车的速度，则当二者速度相等时有
v2 = v1－at
解得
t = 4s
从汽车开始刹车到共速有
而
x < x′
故此种情况下不能避免追尾。
15. 如图1所示，木板放在水平地面上，可看成质点的物块放在木板左端。现对木板施加一水平向右的恒力F=21N，物块与木板相对静止一起运动，t=3s后撤去F，最终物块恰好未从木板上滑下，整个过程中木板的速度—时间图像如图2所示。已知物块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度g取，求：
（1）木板的长度；
（2）木板与物块的质量分别为多少。

【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）撤去F后，木板向右做匀减速直线运动，因，则物块相对木板向右冲，则物块的加速度为
物块减速到零的位移为
而木板减速到零的位移由图像可得
最终物块恰好未从木板上滑下，则物块和木板的相对位移即为板长，有
（2）设木板的质量为，物块的质量为，在一起加速阶段，由牛顿第二定律有
木板做匀减速直线运动的加速度为，有
联立解得